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    （10分）如图的环状轨道处于竖直面内，它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成。以水平线MN和PQ为界，空间分为三个区域，区域Ⅰ和区域Ⅲ内有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，区域Ⅰ和Ⅱ内有竖直向上的匀强电场，电场场强大小为。一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ（0<μ<1），而轨道的圆弧形部分均光滑。将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放（不考虑电场和磁场的边界效应，重力加速度为g），求：

    （1）小环在第一次通过轨道最高点A时的速度vA的大小；
    （2）小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力FN的大小；
    （3）若从C点释放小环的同时，在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？
    （1） （2） 
    （3）或s总=或 s总=

    试题分析：（1）从C到A，洛伦兹力不做功，小环对轨道无压力，也就不受轨道的摩擦力．由动能定理，有：
    可得：         （3分）
    （2）过A点时，研究小环，由受力分析和牛顿第二定律，有：

    解得   （3分）
    （3）由于0<μ<1，小环必能通过A点，以后有三种可能：    （4分）
    ①有可能第一次过了A点后，恰好停在K点，则在直轨道上通过的总路程为：
    ②也有可能在水平线PQ上方的轨道上往复若干次后，最后一次从A点下来恰好停在K点，对整个运动过程，由动能定理，有：    得：s总=
    ③还可能最终在D或点速度为零（即在D与点之间振动），由动能定理，有
      得：s总=
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在图所示的空间直角坐标系所在的区域内，同时存在匀强电场E和匀强磁场B。已知从坐标原点O沿x轴正方向射入的质子，穿过此区域时未发生偏转，则可以判断此区域中E和B的方向可能是

    A．E和B都沿y轴的负方向
    B．E和B都沿x轴的正方向
    C．E沿y轴正方向，B沿z轴负方向
    D．E沿z轴正方向，B沿y轴负方向

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，竖直放置的平行带电导体板A、B和水平放置的平行带电导体板C、D，B板上有一小孔，从小孔射出的带电粒子刚好可从C、D板间左上角切入C、D板间电场，已知C、D板间距离为d，长为2d，  UAB=UCD=U>0，在C、D板右侧存在有一个垂直向里的匀强磁场。质量为m，电量为q的带正电粒子由静止从A板释放，沿直线运动至B板小孔后贴近C板进入C、D板间，最后能进入磁场中。带电粒子的重力不计。求：

    （1）带电粒子从B板小孔射出时的速度大小v0;
    （2）带电粒子从C、D板射出时的速度v大小和方向；
    （3）欲使带电粒子不再返回至C、D板间，右侧磁场的磁感应强度大小应该满足什么条件？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图在xoy坐标内，在0≤x≤6m的区域存在以ON为界的匀强磁场B1、B2，磁场方向均垂直xoy平面，方向如图，大小均为1T。在x＞6m的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为×104V/m。一带正电的粒子（不计重力），其比荷q/m=1.0×104C/kg，从A板静止出发，经过加速电压（电压可调）加速后从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场B1。

    （1）要使该带电粒子经过坐标为（3，）的P点（P点在ON线上），求最大的加速电压U0；
    （2）满足第（1）问加速电压的条件下，粒子再次通过x轴时到坐标原点O的距离和速度大小；
    （3）粒子从经过O点开始计时，到达P点的时间。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示，电容器两极板相距为d，两端电压为U，板间匀强磁场磁感应强度为B1，一束带正电的粒子从图示方向射入，穿过电容器后进入另一匀强磁场B2，结果分别打在a、b两点，两点间的距离为，由此可知，打在两点的粒子质量差上=___ _（均带电量为q的正电荷）。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中，恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场．若其它条件不变，在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出．不计重力，则
    A．2v0= v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v2

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （12分）  如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向如图所示．现有一个带电粒子在该平面内从X轴上的P点，以垂直于X轴的初速度进入匀强电场，恰好经过y轴上的Q点且与y轴成450角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于X轴进入下面的磁场．已知OP之间的距离为d（不计粒子的重力）求：

    （1）Q点的坐标；
    （2）带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过X轴的时间．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （14分）如图所示，竖直平面内有两光滑金属圆轨道，平行正对放置，直径均为d，电阻不计。某金属棒长L、质量m、电阻r，放在圆轨道最低点MM' 处，与两导轨刚好接触。两圆轨道通过导线与电阻R相连。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现使金属棒获得垂直纸面向里的初速度vo，当其沿圆轨道滑到最高点NN' 处时，对轨道恰无压力（滑动过程中金属棒与圆轨道始终接触良好）。重力加速度为g，求：

    （1）金属棒刚获得垂直纸面向里的初速度时，判断电阻R中电流的方向；
    （2）金属棒到达最高点NN' 处时，电路中的电功率；
    （3）金属棒从MM' 处滑到NN' 处的过程中，电阻R上产生的焦耳热。       

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子(重力不计)，以初速度v由狭缝S1，垂直进入电场强度为E的匀强电场中．
    (1)为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出，则必须在匀强电场区域加入匀强磁场，求匀强磁场B1的大小和方向．
    (2)带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域，该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子运动轨迹如图所示，若射入点与射出点间的距离为L，求该区域的磁感应强度B2的大小．

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